信息技術(shù)助力創(chuàng)建線下一流課程研究

闞晉 嚴捍東 王海峰

摘要：針對當前土木工程材料課程教學中存在的課時量少、缺乏教學過程管理、無法實現(xiàn)差異化教學和個性化學習等難題，將信息技術(shù)引入線下課程教學過程，教學重點難點在線化、課堂教學智慧化、課下交流實時化、過程監(jiān)督持續(xù)化，有效提升了學生的學習興趣。信息技術(shù)使用實現(xiàn)了以學生為中心的教學理念，為創(chuàng)建線下一流課程發(fā)揮了重要作用。通過使用智慧教學工具等信息技術(shù)，大幅提升了課堂參與度和交流度，全程跟蹤記錄學生學習的各個環(huán)節(jié)，對學生學習起到了很強的督促作用。實踐表明，信息技術(shù)的使用提升了學生的學習效果，通過對學生學習積極性的量化評價，及時采取有效措施對督促學生學習有著重要意義。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);土木工程材料;一流課程;教學方法;教學實施

中圖分類號：G642.0; TU5 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2022）01-0130-07

2018年9月全國教育大會上，習近平總書記指出[1]：“新時代新形勢，改革開放和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)、促進人的全面發(fā)展和社會全面進步對教育和學習提出了新的更高的要求?！睘槁鋵嵙暯娇倳浀闹v話精神，進一步提升高校教育能力，教育部提出實施一流課程“雙萬計劃”，即建設(shè)一萬門國家級一流課程并配套一萬門省級一流課程[2]，著力提升課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。因此，高校教育教學方式必須做出相應(yīng)的調(diào)整來滿足一流課程建設(shè)的要求。傳統(tǒng)高校教學以教師為中心，教師在有限的時間內(nèi)把教學內(nèi)容灌輸給學生，教師是學生的教育資源的單一提供者，滿堂灌、讀PPT方式很難調(diào)動學生的主動性，教學效果不佳，已無法滿足一流課程建設(shè)的高要求。建設(shè)一流課程必須以學生為中心，“了解學生—激發(fā)學生興趣—學到知識”，將教學信息技術(shù)、數(shù)字教學資源和教學方法三者有機結(jié)合，提升學生的學習積極性，提高課堂參與度，進而顯著提升學習效果，從根本上提升教學質(zhì)量。

以土木工程材料課程為例，探究信息技術(shù)在建設(shè)線下一流課程過程中助力作用。土木工程材料課程是一流課程建設(shè)中需要強化的核心基礎(chǔ)專業(yè)課程，這類基礎(chǔ)專業(yè)課程具有難度大、知識點多、前后關(guān)聯(lián)性強等共性[3-5]，一直是教學的難點課程。目前該課程的教學主要存在三大難題：一是課時量較少，一次課堂教學使得學生對所學知識難以融會貫通，教學內(nèi)容的高階性和創(chuàng)新性不足，缺乏挑戰(zhàn)度;二是缺乏教學過程管理[6-7]，教師無法實時掌握學生的學習狀況，并做出針對性調(diào)整和反饋;三是無法實現(xiàn)差異化教學[8]和個性化學習[9-10]，一部分學生在學習課程過程中主觀能動性較差、厭學情緒較為嚴重。為破解以上難題，本文以信息技術(shù)為依托，堅持以學生為中心的教學理念，注重個性化學習和差異化教學，著力提升學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的自主學習能力，提高學生學習的專注度和參與度，全面關(guān)注課前、課中和課后學習進程，并能給予準確評價。

一、信息技術(shù)改進教學方法

為實現(xiàn)以學生為中心的教學理念[11-13]，需主動改造教學環(huán)境，引入信息技術(shù)構(gòu)建智慧課堂[14，15]，通過師生共同參與，鞏固理論知識、提升協(xié)作能力。教學過程中，教師需充分利用信息技術(shù)的優(yōu)點，通過改進教學方法，實現(xiàn)重點難點在線化、課堂教學智慧化、課下交流實時化和過程監(jiān)督持續(xù)化。

（一）重點難點在線化

在線資源是信息技術(shù)應(yīng)用于教學的前提。課程資源在線化已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于線上和線上線下混合式課程，但在線下課程中還沒有得到廣泛應(yīng)用。事實上課程資源在線化同樣適用于線下課程，現(xiàn)階段高校的課時量普遍緊張，以華僑大學土木工程材料課程為例，從48學時逐漸削減到32學時，該種情況下的傳統(tǒng)線下教學模式，教師無法花過多的時間給學生反復強調(diào)課程中的重難點內(nèi)容，學生難以深入理解并完全掌握這些內(nèi)容，直接導致了教學內(nèi)容的高階性和創(chuàng)新型嚴重不足，嚴重影響教學效果。課程資源的在線化，教師通過將土木工程材料課程中的重難點內(nèi)容切割分解，把每個知識點錄制成兼具知識性和趣味性的10 min左右的視頻，并上傳到慕課視頻網(wǎng)站，實現(xiàn)突破傳統(tǒng)課堂教學課時局限性的問題，學生可以反復學習、深入理解直至融會貫通。由于視頻制作過程中融入了大量工程實踐的內(nèi)容，對學生吸引力大幅提升，有助于引導學生深入思考，將傳統(tǒng)課堂上的填鴨式教育改變成引導式教育。重難點內(nèi)容的模塊化非常適合當代大學生碎片化的生活方式，學生可以根據(jù)自己的學習情況和生活習慣靈活安排學習時間，實現(xiàn)個性化學習。

（二）課堂教學智慧化

傳統(tǒng)課堂教學中，只能通過提問等有限方式實現(xiàn)師生交流互動，在課堂教學時間有限的情況下，教師根本不可能和每一個同學進行交流互動。交流不足導致教師難以實時把握學生的學習狀況，自然也就難以有針對性地及時調(diào)整教學側(cè)重點，嚴重影響課堂教學效果，使用智慧課堂則很容易克服上述不足。智慧課堂需要強有力的硬件支撐，智慧教學工具的出現(xiàn)，讓智慧課堂不再需要復雜的硬件支撐，一部手機即可實現(xiàn)智慧課堂的主要功能。教師使用雨課堂等教學工具，充分利用其功能對課堂教學過程實時跟蹤，靈活使用雨課堂的交流互動功能，大幅提升同學們在課堂上的專注度和參與度。通過問卷調(diào)查功能了解學生的學習背景;通過答題功能了解學生對教學內(nèi)容的理解程度;通過分組功能進行重點難點討論并提交分組報告;通過實時彈幕及時關(guān)注同學們的提問;通過投稿功能讓學生獨立完成對相關(guān)議題的思考。根據(jù)教學工具的反饋結(jié)果，及時調(diào)整教學內(nèi)容側(cè)重點，教師對反饋集中的難點問題再進行展開講解。課堂參與度的大幅提升和教學側(cè)重點的實時針對性調(diào)整，對學生的課堂學習效果有顯著提升。圖1顯示的是學生使用雨課堂工具完成課堂練習并由教師進行點評和講解。

（三）課下交流實時化

師生間課下交流互動一直是提升教學效果的重要因素，課后的復習和預習是學好專業(yè)基礎(chǔ)課程的重要保障，學生課后學習往往會面臨“學什么”“怎么學”“學不懂怎么辦”等諸多問題。傳統(tǒng)教學由于受到了時間、空間的束縛，教師難以根據(jù)每一個學生的學習情況實現(xiàn)差異化教學和輔導。信息技術(shù)的應(yīng)用，使得師生間實時交流互動成為現(xiàn)實。教師通過課堂工具等手段及時向?qū)W生推送學習任務(wù)，告訴學生“學什么”;錄制總結(jié)視頻和重難點視頻，將分析思路、研究方法一并推送給學生，讓他們知道“怎么學”;通過微信、QQ等即時通信軟件和學生實時聯(lián)絡(luò)，當學生學習遇到困難時可以及時向教師聯(lián)系咨詢，解決“學不懂怎么辦”的問題。教師還可以通過這些信息技術(shù)手段及時了解學生的課下學習進程，根據(jù)每個學生的自身的學習狀況進行針對性的輔導，實現(xiàn)差異化教學。

（四）過程監(jiān)督持續(xù)化

在學生學習過程中，教師督促發(fā)揮了非常重要的作用。傳統(tǒng)課堂上，除了以點名、提問和作業(yè)考查等有限手段，難以實現(xiàn)對學生學習情況的持續(xù)性監(jiān)督。智慧課堂工具的使用，可以完整的記錄每一次課前、課中和課后學生的學習情況，通過長期過程監(jiān)督，作為平時成績的準確憑據(jù)。課堂工具對學生的學習時間、學習內(nèi)容、課堂練習、分組討論、課后作業(yè)、課前預習等都有全面完整的記錄，教師以此為依據(jù)可以準確地判斷學生的學習狀態(tài)，對狀態(tài)不好的學生及時關(guān)注，了解其學習狀態(tài)不佳的原因并提出建議，對學生的學習起到了持續(xù)督促的作用。

二、信息技術(shù)推動教學實施

課程教學實施過程中，使用雨課堂等智慧教學工具，圍繞課前、課中和課后三個階段，實現(xiàn)對線下課程信息化教學的實施，具體流程圖如圖2所示。

課前，教師將設(shè)計好的預習任務(wù)通過雨課堂工具發(fā)送給每一個學生，對即將在課上講解的重點內(nèi)容，錄制成短視頻推送給學生參考和學習，并且預留了一定的學習作業(yè)，如思考題等。學生在預習過程中可以通過微信、QQ等實時向教師反饋遇到的問題，與教師交流互動。學生反饋的焦點問題即為本課程的難點內(nèi)容，教師將在課堂上進行及時著重講解。

課中，教師在講授教學內(nèi)容時，使用“雨課堂”工具實時統(tǒng)計分析學習數(shù)據(jù)，了解學生在課堂學習過程中存在的問題，及時給予反饋。通過設(shè)置匿名答題、分組討論、分組實驗、隨堂測試等教學環(huán)節(jié)，大幅提升了課堂教學中學生的參與度和交流度，督促學生在課堂上積極思考和深度學習。學生的課堂表現(xiàn)均被雨課堂教學工具記錄下來，成為平時成績的重要依據(jù)。

課后，教師將總結(jié)視頻和課件一并推送給學生，供學生課后復習使用，每節(jié)課后均通過雨課堂工具留有一定量的作業(yè)，客觀題線上提交并自動批改，主觀題由學生將答案拍照上傳給教師來評判，所有作業(yè)都會在線存檔，可供學生隨時復習，并作為平時成績的另一憑據(jù)。每過一段時間（4周左右）進行一次線上段測試，考查學生的學習情況，成績也將計入最終成績。

三、信息技術(shù)提升教學效果

信息技術(shù)引入課堂之后，教學效果得到了顯著提升，學生的課前、課中和課后學習都有了全面進步，尤其是課堂參與率顯著提升，成績得到了明顯改善。此外，通過數(shù)據(jù)量化評價分析發(fā)現(xiàn)，學生的學習積極性也明顯提高。

（一）學生課堂參與度顯著提升

圖3是過去四級學生的課堂表現(xiàn)情況。自2017級開始，將信息技術(shù)引入課堂之后，學生的課堂參與度提升明顯。雖然課堂上已經(jīng)不再點名，課堂的出勤率卻明顯提升，從過去的85%左右提升至95%左右。雨課堂教學工具的統(tǒng)計結(jié)果顯示，學生積極參與答題、討論、測試等環(huán)節(jié)，參與率能達到85%左右，相比往年的隨堂作業(yè)和提問的參與率不足60%，提升幅度較大。分析其原因主要有兩點：一是由于雨課堂可以完整的記錄學生的課堂表現(xiàn)，這些表現(xiàn)均被納入了平時成績，對學生產(chǎn)生了強有力的督促作用，以往僅憑教師自己是無法做到這一點的;二是雨課堂設(shè)置的答題等教學環(huán)節(jié)基本都是匿名的，學生的表現(xiàn)不會直接呈現(xiàn)在學生的面前，減少了學生的參與壓力，對學生參與課堂有一定的鼓勵作用。

此外，課前和課后的學習也有顯著進步，重難點視頻和總結(jié)視頻均有較高的觀看率，大部分學生觀看了所有的推送視頻。在遇到不懂的問題時，部分學生能夠及時和教師交流。通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過90%的學生支持線下課程的信息化，超過70%的學生認為信息化課程有助于他們的自主學習。

（二）學生成績明顯改善

土木工程材料課程知識點繁多，相當部分內(nèi)容涉及材料學、力學等其他學科知識，教學內(nèi)容有一定的難度和廣度，學生的成績一直不太理想，優(yōu)良率占比較低而不及格率偏高。課程改革后，課堂參與度的顯著提升以及課后自主學習積極性明顯增強，直接帶來了學習成績的明顯改善。學生成績的優(yōu)良率明顯增加，由不足20%增加到接近30%，不及格率從22%降低到16%左右。課程改革前后學生的成績統(tǒng)計分布對比如圖4所示，從圖中可以看出，成績較好的層次如優(yōu)秀、良好、合格的比例均有明顯提高，而成績較差的層次如及格、不及格的比例有明顯下降。

（三）學生學習積極性明顯提高

教學工具的使用可以獲得每一個學生的實時學習數(shù)據(jù)，提取影響學生成績的關(guān)鍵性和非關(guān)鍵性指標，通過數(shù)據(jù)量化評價分析，發(fā)現(xiàn)學生的學習積極性明顯提高，這對線下一流課程建設(shè)的進一步完善和發(fā)展具有重要的指導意義。教師將視頻學習時間、課堂參與度、課堂成績、出勤率和作業(yè)完成率等數(shù)據(jù)作為學生學習積極性的量化依據(jù)，分析了其與最終成績的關(guān)系，得到的結(jié)果如圖5所示。黑色柱表示了積極性較好指標和優(yōu)良率的關(guān)系，灰色柱表示了積極性較差指標和不及格率的關(guān)系。結(jié)果顯示，視頻學習時間和課堂成績表現(xiàn)靠前（前30%）的學生成績優(yōu)良率高達70%左右，而視頻學習時間和課堂成績表現(xiàn)較差（后20%）的學生不及格率則超過了70%，表明學習成績和這兩項量化指標呈正相關(guān)。另外，出勤率和作業(yè)完成率較高（前30%）的學生成績優(yōu)良率只有40%左右，出勤率和作業(yè)完成率較差（后20%）的學生不及格率不足40%，說明了出勤率和作業(yè)完成率兩個指標和學習成績的相關(guān)性并不是很強。

傳統(tǒng)教學考查學生學習積極性最常用的指標就是出勤率和作業(yè)完成率，而數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，這兩項指標和學生成績的相關(guān)性并不是很高，說明在傳統(tǒng)教學模式下，教師僅憑出勤率和作業(yè)完成率很難準確評價每個學生的學習積極性和學習狀況，無法對部分學生實施有針對性的關(guān)注和督促。而信息技術(shù)的應(yīng)用，讓準確的量化評價成為現(xiàn)實，使用視頻學習時間和課堂參與度等指標可以較為準確地了解每個學生的學習情況，教師可以實時關(guān)注每一位學生，對積極性明顯不足、學習表現(xiàn)不佳的學生可以及時發(fā)現(xiàn)、關(guān)注，并及時交流和督促，了解其背后的原因，進而提供合理建議，幫助學生克服主客觀難題，重新回到正確的學習軌道上來。

四、結(jié)語

建設(shè)線下一流課程需要新的教學理念、教學方法和教學實施。在建設(shè)土木工程材料線下一流課程的過程中，以學生為中心，積極引入信息技術(shù)，從改進教學方法和推動教學實施兩方面入手進行了教學改革，實現(xiàn)了重點難點在線化、課堂教學智慧化、課下交流實時化、過程監(jiān)督持續(xù)化，解決了傳統(tǒng)教學方式中存在的諸多難題，取得了積極的效果。學生課堂參與度顯著提升，學習成績有了很大改善，學生學習積極性也明顯提高。在后續(xù)的研究中，筆者將進一步探索信息技術(shù)在教學中的深度使用情況，聚焦課程統(tǒng)計數(shù)據(jù)與學生成績的關(guān)系，確定影響教學效果的關(guān)鍵因素，以推動線下一流課程建設(shè)的不斷發(fā)展。

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Abstract： In view of the problems existing in the teaching of civil engineering materials， such as the lack of class hours， the lack of teaching process management， and the inability to achieve differentiated teaching and personalized learning， information technology is introduced into offline course teaching， to realize online key and difficult points， intelligent classroom teaching， real-time communication after class， and continuous process supervision. It effectively improves learning enthusiasm. The use of information technology has realized the student-centered teaching concept and played an extremely important role in the construction of offline first-class courses. The use of intelligent teaching tools has greatly improved class participation and communication. All aspects of students’ learning are tracked and recorded， which has a strong urging effect on students. Practice shows that the use of information technology has significantly improved the learning effect. Quantitative evaluation of students’ learning enthusiasm is of great significance for timely and effective measures to urge students to learn.

Key words： information technology; civil engineering materials; first-class courses; teaching method; teaching implementation

（責任編輯 崔守奎）